بررسی تأثیر فشار هیدرو استاتیکی بر گرفتگی گسیلنده‌های سفالی در آبیاری زیرسطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی و کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 دانشجوی دکتری دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر فشار هیدرو استاتیک بر گرفتگی گسیلنده‌های سفالی زیرسطحی تولیدشده توسط موسسه آب و توسعه پایدار فلات در موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج موردبررسی قرار گرفت. گسیلنده‌های مذکور توسط موسسه آب و توسعه پایدار فلات تولید و عرضه‌شده و به‌صورت خطی برای آبیاری زیرسطحی درختان پسته پیشنهاد شده است. طول هر یک از قطعات یا گسیلنده‌های سفالی مورد آزمون به‌طور تقریبی 30 سانتی‌متر، قطر داخلی 5/1، قطر خارجی 5/2 و ضخامت دیواره 5/0 سانتی‌متر می‌باشد. برای بررسی روند کاهشی تراوایی در درازمدت و اثر فشار هیدرو استاتیک بر روی مقدار تراوایی، سه دسته 7 تایی گسیلنده انتخاب و به مدت 42 روز متوالی آزمون انجام پذیرفت. فشار‌های هیدرو استاتیک اعمال‌شده در سیستم 5/0، 1 و 2 متر بودند. نتایج نشان داد که مقدار تراوش از گسیلنده‌های سفالی در کلیه فشار‌های هیدرو استاتیک به دلیل کاهش مشارکت خلل و فرج موجود در بدنه گسیلنده در امر انتقال آب، به مرور زمان کاهش یافت. اندازه‌گیری تراوش از گسیلنده‌های سفالی به مدت 1000 ساعت نشان داد که با عبور آب از تخلخل موجود در بدنه این نوع گسیلنده‌ها، املاح محلول در آب به مرور زمان در محیط متخلخل بدنه سفال رسوب کرد و باعث گرفتگی شد. با توجه به همبستگی بسیار خوب بین خط برازش داده‌شده به نقاط اندازه‌گیری شده در فشار‌های هیدرو استاتیک 5/0 و 2 متر، کلیه تجزیه‌وتحلیل‌های انجام‌شده در زمینه گرفتگی، با استفاده از داده‌های برداشت‌شده از فشار‌های هیدرو استاتیک 5/0 و 2 انجام پذیرفت. مقادیر اندازه‌گیری شده گرفتگی گسیلنده‌های سفالی پس از 1000 ساعت آزمون در فشار‌های هیدرو استاتیک 5/0 و 2 متر به ترتیب 9/38 و 3/80 درصد بود و به‌صورت لگاریتمی افزایش یافت. برای تراوش حجم مشخصی از آب از بدنه گسیلنده سفالی، هر چه فشار هیدرو استاتیک در سیستم بیشتر باشد، میزان گرفتگی گسیلنده بیشتر خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the effects of hydrostatic pressure on the clogging of clay emitters in subsurface irrigation systems

نویسندگان [English]

  • shahram ashrafi 1
  • Elahe Kanani 2
1 Assistant Professor, Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Agricultural Research Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 PhD student of Imam Khomeini International University of Qazvin
چکیده [English]

This study investigated the effect of hydrostatic pressure on clogging of subsurface clay emitters produced by the Plateau Water and Sustainable Development Institute at the Karaj Agricultural Engineering Research Institute. The Plateau Water and Sustainable Development Institute produces and supplies the mentioned emitters for subsurface irrigation of pistachio trees. It is estimated that each ceramic emitter measures approximately 30 cm in length, has an inner diameter of 1.5 cm, an outer diameter of 2.5 cm, and a wall thickness of 0.5 cm. Three groups of seven emitters were selected and tested consecutively for 42 days to investigate the long-term permeability reduction process. The system was operated at hydrostatic pressures of 0.5, 1 and 2 meters. Based on the results of the study, it was found that the amount of seepage from clay emitters decreased in all hydrostatic pressures over time due to a reduction in the participation of pores in the emitter body in water transfer. After 1000 hours of measuring seepage from clay emitters, it was found that water-soluble solutes accumulated in the porous environment of the earthen body over time and caused clogging over time. Based on the very good correlation between the fitted line and the measured points at hydrostatic pressures of 0.5 meters and 2 meters, all analyses performed in the field of occlusion were based upon the data collected at hydrostatic pressures of 0.5 meters and 2 meters. Clogging values measured after 1000 hours of testing at hydrostatic pressures of 0.5 meters and 2 meters were 38.9 percent and 80.3 percent, respectively, and increased logarithmically. Results demonstrated that the higher the hydrostatic pressure in the system, the higher the clogging of the emitter body when a certain amount of water seeped through it.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Emitter clogging
  • Hydrostatic pressure
  • Porous clay pipes
  • Seepage
  • Subsurface irrigation

مراجع

اشرفی، ش. 1398. بررسی آزمایشگاهی و صحرائی تغییرات تراوش لوله­های سفالی با کاربرد آبهای با کیفیت متفاوت در  مناطق مختلف اجرای طرح. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. شماره ثبت  56930،  15/11/1398
اشرفی، ش. 1399. طراحی، ساخت و اجرای آزمایشگاه استاندارد تست هیدر ولیکی لوله­های سفالی تراوا. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. 7 (2): 190-181.
قربانی واقعی، ح.،  بهرامی، ح.،  مظهری، ر.، حشمت پور، ع. 1394. تأثیر آبیاری زیرسطحی با کپسول‎های رسی متخلخل بر ویژگی‎های کمی و کیفی گیاه انگور. آب و خاک, 29(1): 58-66.
قربانی واقعی، ج.، بهرامی، ح.ع. و نصیری صالح، ف. 1395. آنالیز ابعادی الگوی خیسیدگی خاک از کپسول­های رسی متخلخل. مجله پژوهش آب ایران. 10 (1): 85-77.
قربانی واقعی، ح.، و حسینعلی بهرامی، ح. 1400. بهینه­سازی مصرف آب در مرکبات با استفاده از تکنیک کپسول رسی متخلخل. مدل­سازی و مدیریت آب و خاک. 1(3): 24-15.
Ashrafi, S., Gupta, A.D., Babel, M.S., Izumi, N. and Loof, R. 2002. Simulation of infiltration from porous clay pipe in subsurface irrigation. Hydrological Sciences Journal. 47(2). 253-268.
Bhatt, N., Kanzariya, B., Motiani, A. and Pandit, B., 2013. An experimental investigation on pitcher irrigation technique on alkaline soil with saline irrigation water. International Journal of Engineering Science and Innovative Technology. 2(6): 206-211.
Bhople, B.S., Adhikary, K., Kumar, A., Singh, A. and Singh, G. 2014. Sub-Surface Method of Irrigation-Clay Pipe Irrigation System. IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science. 7 (11): 60-62.
Das Gupta, A., Babel, M.S. and Ashrafi, S., 2009. Effect of soil texture on the emission characteristics of porous clay pipe for subsurface irrigation. Irrigation science. 27:201-208.
Kanani, E., Dehghanisanij, H. and Akhavan, S. 2022. Variation in actual corn (Zea mays L.) evapotranspiration, single, and dual crop coefficient under different point source irrigation systems in a semiarid region. Theoretical and Applied Climatology. 148: 303–315
Kanda, E.K., Mabhaudhi, T. and Senzanje, A. 2018. Hydraulic and clogging characteristics of Moistube irrigation as influenced by water quality. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 67(5): 438-446.
Liu, H., Wang, X., Zhang, X., Zhang, L., Li, Y. and Huang, G. 2017. Evaluation on the responses of maize (Zea mays L.) growth, yield and water use efficiency to drip irrigation water under mulch condition in the Hetao irrigation District of China. Agricultural Water Management. 179: 144-157.
Marino, S., Aria, M., Basso, B., Leone, A. and Alvino, A. 2014. Use of soil and vegetationspectroradiometry to investigate crop water use efficiency of a drip irrigatedtomato. European Journal of Agronomy. 59: 67–77.
Siyal, A. A., Siyal, A. G. and Hasini, M. Y. 2011. Crop Production and Water Use Efficiency under Subsurface Porous Clay Pipe Irrigation. Pakistan journal of agriculture, agricultural engineering & veterinary sciences .27(1): 39-50.
Siyal, A. A., SOOMRO, A. S. and SIYAL, G. A. 2015. Performance of Pitcher Irrigation with Saline water under high evapotranspiration rates. Jour nal of Chinese Soil and Water Conservation. 46 (1): 61-69.
Siyal, A.A. and Skaggs, T.H., 2009. Measured and simulated soil wetting patterns under porous clay pipe sub-surface irrigation. Agricultural water management. 96 (6): 893–904.
Siyal, A.A.; van Genuchten, M.T.; Skaggs, T.H. 2013. Solute transport in a loamy soil under subsurface porous clay pipe irrigation. Agricultural water management. 121: 73–80
Tesfaye, T., Tesfaye, K. and Woldetsadik, K., 2012. Clay pot irrigation for tomato (lycopersicon esculentum mill) production in the north east semiarid region of Ethiopia. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics (JARTS). 112 (1): 11-18.
Vasudevan P. Thapliyal A. Sen P. K. Dastidar M. G. and Davis P. 2011. Buried clay pot efficient and controlled water delivery. Journal of Scientific and Industrial Research. 70: 645-652.
Vasudevan, P., Thapliyal, A., Tandon, M., Dastidar, M. and Sen, P., 2014. Factors controlling water delivery by pitcher irrigation. Irrigation and Drainage, 63 (1): 71-79.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 16، شماره 6 - شماره پیاپی 96
بهمن و اسفند 1401
صفحه 1233-1244

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار